3. A PROKARIÓTÁK VÁLTOZATOSSÁGA
3.4. Az emberi test normál mikrobiótája
A testfelszínen és a külvilággal közlekedő testüregekben állandóan vagy át-menetileg jelen levő és az egészséges szervezetben betegséget nem okozó mikro-organizmusok alkotják a normál mikrobiótát. Az állandóan jelen lévő mikroor-ganizmusok képezik a rezidens mikrobiótát, a tranziens mikrobióta képviselői
csak átmenetileg találhatók meg a szervezetben. Nagyrészt baktériumok, kisebb számban gombák és protozoonok vesznek részt a normál mikrobióta alkotásában.
A normál mikrobióta mennyiségi és minőségi összetételét számos tényező ha-tározza meg: az egyén kora, neme, tápláltsági állapota, a stressz és a genetikai háttér.
Egyes baktériumok rendszeresen megtalálhatók bizonyos anatómiai helyeken, mások az élet meghatározott szakaszaiban (pl. hormonális változások, mesterséges táplálás bevezetése) vagy ideiglenesen vannak jelen. Ezen változások ellenére a normál mik-robióta rendelkezik egy bizonyos állandósággal, ami lehetővé teszi a jellemzését.
Az emberi szervezet normál mikrobiótájában megközelítőleg 1013 baktérium-sejt található a szervezetet alkotó 1012 sejttel szemben. Egy átlagos felnőtt testében közel 1,5 kg mikroba él. A különböző baktériumfajok meghatározott arányban, egyensúlyi állapotban vannak jelen. Az egyensúly megbomlása esetén egyes bak-tériumok, gombák endogén fertőzéseket válthatnak ki.
Az ép normál mikrobióta bizonyos mértékű védelmet biztosít a patogén baktériumokkal szemben, azáltal, hogy gátolja a patogénekkel való kolonizációt.
Versengés folyik a receptorokért és tápanyagokért, emellett különböző anyagok (toxikus anyagcseretermékek, bakteriocinek) termelése révén a rezidens mikrobió-tához tartozó baktériumok gátolják más baktériumok szaporodását. A tápcsatorna normál mikrobiótáját alkotó baktériumok vitaminokat szintetizálnak, és elősegítik a tápcsatornai nyirokszövet fejlődését.
A normál mikrobióta baktériumai adaptálódtak bizonyos biotopokon ural-kodó viszonyokhoz, ezért egyes fajokat csak jól meghatározott helyekről lehet kimutatni. Ez a tropizmus növekedési faktorok jelenlétével magyarázható. Más-részt a baktériumok olyan tapadási tényezőkkel rendelkeznek (fimbriák, sejtfal-komponensek, tok), amelyek a nyálkahártyák felszínén található specifikus recep-torokhoz kötődnek. A normál mikrobiótát alkotó baktériumok biofilm képzésére képesek, a biofilmben általában több baktériumfaj lehet jelen.
A felnőtt ember normál mikrobiótája zavartalan körülmények között vi-szonylagosan állandó összetételű, ugyanakkor a környezetben vagy a gazdaszer-vezetben bekövetkező változások a mikrobióta összetételére is hatással vannak.
A testhőmérséklet és a bőr nedvességtartalmának emelkedése a bőr mikrobiótá-ját alkotó populációk egyedszámának növekedését eredményezi. A személyes higiénia hatása sem elhanyagolható a mikrobióta összetételének alakulásában.
Kutatási eredmények alapján a mikrorganizmusok egy része, melyeket a táplá-lékkal együtt veszünk magunkhoz, egyúttal a bélmikrobióta tagjaivá válhatnak.
3.4.1. A bőr normál mikrobiótája
A bőr különböző területeinek mikroba-összetétele és csíraszáma változó.
Az összefekvő, nedves bőrfelületeken (hónalj, ágyék, ujjak között) a mikrobióta
gazdagabb (106/cm2), más területeken a baktériumok száma 100-as, 1000-es nagy-ságrendű négyzetcentiméterenként.
A bőr mikroorganizmusainak szerepe a patogén baktériumok elleni védelem, azáltal, hogy a jelen levő baktériumok antibakteriális hatású anyagokat termel-nek, anyagcseretermékeik a bőrfelszín savas pH-ját biztosítják, ami kedvezőtlen a patogén baktériumok számára. A normál mikrobióta baktériumai lefoglalják a kötőhelyeket, és ezáltal megakadályozzák a patogének megtapadását.
A bőr normál baktériumflóráját szaprofita vagy fakultatív patogén baktériu-mok alkotják. Átmeneti jelleggel patogén baktériubaktériu-mok is előfordulhatnak a bőrön, például a Staphylococcus aureus, főleg azoknál az egyéneknél, akik az orrnyálka-hártyájukon is hordozzák a baktériumot.
A bőrön nagy számban találhatók Staphylococcus fajok, Staphylococcus epi-dermidis, S. haemolyticus, S. warneri, S. capitis, S. auricularis, S. saprophyticus, Corynebacterium, Propionibacterium, Peptostreptococcus, Clostridium fajok, az Enterobacteriaceae család képviselői, valamint lipofil (Pityrosporum ovale, Pity-rosporum orbiculare) és nem lipofil gombafajok.
A bőr mikrobiótáját alkotó legtöbb baktérium a felszíni vagy az elhalt sejteket kolonizálja, valamint a verejték- és faggyúmirigyeket népesíti be. A mirigyek által termelt váladék biztosítja a vizet, az aminosavakat, karbamidot, elektrolitokat és specifikus zsírsavakat elsősorban a Staphylococcus epidermidis és az aerob korinebaktériumok számára. Gram-negatív baktériumok általában a nedvesebb bőrfelszíneken fordulnak elő. A Pityrosporum ovale és a P. orbiculare élesztők a fejbőrön jellemzőek, ahol szerepet játszanak a korpásodásban. A faggyúmiri-gyekben a Gram-pozitív, anaerob, lipofil, pálca alakú Propionibacterium acnes a legelterjedtebb baktérium. Ez a rendszerint ártalmatlan baktérium közrejátszik az acne vulgaris bőrbetegség kialakulásában is.
3.4.2. A légutak mikrobiótája
A felső légutak gazdag és változatos baktériumbiótát tartalmaznak, az alsó légutak fiziológiás körülmények között sterilek. A felső légutak az újszülött felsírá-sáig vagy a mesterséges lélegeztetés megkezdéséig sterilek. A születés után 2-3 nap alatt bekövetkezik a légutak baktériumokkal való kolonizációja. A mikrobiótát a hemolizáló és nem hemolizáló streptococcusok, Staphylococcus epidermidis, micrococcusok, Neisseria, Corynebacterium fajok, aerob bacillusok, ezen kívül a szájbióta tagjai közül spirochaeták, Fusobacterium és Bacteroides fajok képviselik.
Hordozói állapot esetében egyes patogén baktériumok átmenetileg, hosszabb-rövi-debb ideig kimutathatók a felső légutak nyálkahártyájáról pl. a Staphylococcus au-reus, Streptococcus pyogenes, S. pneumoniae, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae, Bordetella pertussis.
A légutak normál mikrobiótája biztosítja a nyálkahártya védelmét, azáltal, hogy az alkotásában részt vevő baktériumok lefoglalják a receptorokat.
A légúti nyálkahártya sérülése esetén (pl. vírusfertőzések hatására) megva-lósulhat a patogén baktériumok tapadása. A Bordetella pertussis képes tapadni a légcső ép epitheliális sejtjeihez is, így létrejön a kolonizáció, az elszaporodást követően hámsejteket károsító toxint termel.
A tüdőket rendszerint csak a 10 μm-nél kisebb átmérőjű részecskék (baktéri-umok, vírusok) érik el, melyek ott tüdőgyulladást okozhatnak.
3.4.3. A szájüreg normál mikrobiótája
A szájüreg normál mikrobiótája változatos és rendkívül gazdag, sokféle és nagyszámú mikroorganizmus alkotja: Streptococcus, Corynebacterium, Lactoba-cillus, Staphylococcus, Neisseria, Veilonella, Vibrio, Bacteroides, Fusobacterium, Actinomyces fajok. A spirochaeták közül a Treponema microdentium mutatható ki leggyakrabban. A protozoonok legjelentősebb képviselője az Entamoeba gingivalis.
Eltérő mikroba-összetételű az ajkak, a szájpad, a nyelvfelszín, a fogak és a nyál.
A száj mikrobiótája az életkorral változik.
A normális szájmikrobióta fontos védő szerepet tölt be azáltal, hogy lefoglalja a patogének elől a kötődési helyeket, vitaminokat, antibakteriális anyagokat termel és szekretoros immunoglobulinok képződését váltja ki, amelyek keresztreakció révén patogénekkel léphetnek kölcsönhatásba.
Egyes szájüregben jelen lévő baktériumok megbetegíthetik a gazdaszerveze-tet, amennyiben a normál körülmények között számukra hozzáférhetetlen szö-vetekbe jutnak. A szájüregből a különböző szöszö-vetekbe jutó baktériumok (pl. mű-téti sebeken keresztül) tályogokat hozhatnak létre. Ezek a fertőzések rendszerint vegyesek, amelyekben gyakran az anaerob mikrobák nagyobb mértékben vannak jelen. Foghúzást követően az orális streptococcusok a véráramba jutnak, az elő-zetesen reumás láz miatt sérült szívbillentyűkön megtapadva subacut bacteriális endocarditist hoznak létre. Trauma vagy szájsebészeti beavatkozás után a száj-üregben jelen levő Actinomyces fajok endogén fertőzési forrásként szerepelnek.
A szájmikrobióta tagjai szerepet játszanak a dentál plakk, caries és a periodon-tális megbetegedések kialakulásában. A dentál plakk a fogfelszínhez tapadó anya-got jelenti, egy biofilm, amely főként baktériumsejtekből (60-70%), nyál eredetű polimerekből és bakteriális extracelluláris termékekből áll. A plakk baktériumsejt-tartalma megközelítőleg 1011 mikroorganizmus/g. A legjelentősebb képviselők a Streptococcus mutans és S. sanguis. A plakk-képzésben a baktériumoknak nem-csak a fogfelülethez, hanem egymáshoz való tapadása is fontos szerepet játszik.
A S. mutáns számos törzse dextrán jelenlétében agglutinálódik. Az agglutináció Actinomyces viscosus vagy Candida albicans hatására is létrejöhet. Az étkezési szénhidrátok közül a szacharóz játssza a legnagyobb szerepet a caries
kialaku-lásában. A táplálkozási szénhidrát csökkenése a S. mutans csíraszámának és a caries előfordulásának a csökkentését eredményezi. A S. mutans fogakon történő megtelepedéséhez bizonyos csíraszám szükséges, és a telepképzését a szacharóz jelenléte jelentősen elősegíti.
3.4.4. A gyomor és vékonybél biótája
A gyomor kevés mikroorganizmust tartalmaz (103/ml), ezek savtűrő lactoba-cillusok. A gyomornedv savas vegyhatása miatt a táplálékkal vagy nyállal bejutó mikroorganizmusok nagy része elpusztul. A gyomor nyálkahártyáját kolonizál-hatja egy patogén baktérium, a Helicobacter pylori, az a baktérium, amely az arra érzékeny egyénekben gyomorhurut, fekély vagy akár gyomorrák kialakulását is okozhatja. A bakteriális kolonizációt követően a kórokozó anyagcseretermékei és a gazdaszervezet válaszreakciója együttesen idézik elő a gyomornyálkahártya gyulladásos folyamatát, a szöveti károsodást, majd a gyomorfekély kialakulását.
A vékonybél kezdeti szakaszában 105-107/ml baktérium található, túlnyomó-részt Gram-pozitív baktériumok: Lactobacillus fajok és Enterococcus faecalis. A vé-konybél végső szakaszában a baktériumok száma magasabb (108), megjelennek a Gram-negatív baktériumok is (enterobaktériumok, Bacteroides fajok).
3.4.5. A vastagbél normál biótája
A vastagbélben a baktériumok száma 1011/ml. A mikrobióta alkotásában részt vesznek enterobaktériumok, elsősorban Escherichia coli, enterococcusok, lactoba-cillusok, de a legnagyobb számban jelen levő baktériumok az anaerobok, főként Bacteroides fajok, ezenkívül a Bifidobacterium és Clostridium fajok.
Az emberi vastagbél mikrobiótát alkotó baktériumok: Bacteroides fragilis, B. melaninogenicus, B. oralis, Lactobacillus sp., Clostridium perfringens, C. sep-ticum, C. tetani, Bifidobacterium bifidum, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Salmonella enteritidis, S. typhi, Klebsiella sp., Entero-bacter sp., Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Peptostreptococcus sp., Peptococcus sp., metanogén baktériumok.
Születéskor a béltraktus steril. A baktériumok a táplálékkal jutnak be. Az anyatejes csecsemőknél a bifidobaktériumok a teljes mikrobióta 90%-át teszik ki, rendszerint jelen vannak enterobaktériumok és enterococcusok, de kis számban.
A Bacteroides, Staphylococcus, Clostridium és Lactobacillus fajok gyakorlati-lag hiányoznak. Nem anyatejjel táplált csecsemőknél a bifidobaktériumok kisebb számban vannak jelen, túlsúlyban vannak a Lactobacillus acidophilus, az entero-baktériumok, az enterococcusok és az anaerob entero-baktériumok, köztük a Clostridium fajok is. Az anyatej valószínűleg olyan növekedési faktorokat tartalmaz, amelyek
a bifidobaktériumok szaporodását elősegítik, ezek a baktériumok fontos szerepet játszanak a patogénekkel való kolonizáció meggátlásában.
A bélben jelen levő mikrobióta összetétele más a nyálkahártyán és a lumen-ben. A baktériumoknak a nyálkahártyához való tapadását specifikus és nem spe-cifikus adhéziós tényezők biztosítják (fimbriák, tok, LPS).
A bélbióta szerepe sokrétű. A tápcsatornában található baktériumok szerepet játszanak a tápanyagok lebontásában, az epefestékek átalakításában. A bélbióta egyes tagjai vitaminokat termelnek (B1-, B2-, B6-, B12- és K-vitamin). A bélmikrobióta tag-jai a gáz halmazállapotú anyagcsere-végtermékek (pl. CO2, CH4, H2) előállításával hozzájárulnak a normális perisztaltika fenntartásához. A nyálkahártyához tapadó baktériumok által létrehozott biofilm mechanikusan gátolja más baktériumok tapadá-sát. A bélbióta baktériumai folyamatos antigéningert jelentenek a szervezet számára.
A bélben zajló mikrobiális fermentációs folyamatok eredményeként a szerves savak mellett szén-dioxid és hidrogén is keletkezik. Az emberi populáció több mint harmadának a bélmikrobiótájában metanogén ősbaktériumok is előfordulnak, ame-lyek a gáz halmazállapotú fermentációs anyagcsere-végtermékek felhasználásával ál-lítanak elő metánt. Emellett egyes jellegzetes szagú anyagcsere-végtermékek (pl. H2S, NH3, aminok, indol, szkatol, vajsav) képződése is a bélmikrobióta anyagcsere-tevé-kenységének eredménye. A keletkező anyagcseretermékek típusa és mennyisége a mikrobióta összetételétől és a gazda táplálkozási szokásaitól függően is változó. Az emberi bélben élő mikroorganizmusok, például a Bacteroides nemzetség tagjai nagy-számban termelnek olyan enzimeket, melyek segítségével a táplálkozás során felvett összetett szénhidrátok először monoszacharidokká, majd fermentációs végtermékekké alakulnak. A bélmikrobióta tagjai a gazdaszervezet nitrogén-anyagcseréjében is részt vesznek. Például a lizinnek egy részét a táplálékkal magunkhoz vesszük, termelésük-höz a bélben élő mikroorganizmusok is hozzájárulnak. A gyomor és bélrendszeren áthaladó táplálék nedvességtartalma a felszívódás hatására fokozatosan csökken, míg végül az emésztetlen maradék székletté alakul. A széklet nedves tömegének közel egyharmadát teszik ki a baktériumok.
3.4.6. A húgyutak normál mikrobiótája
Egészséges felnőtt emberben a vese és a húgyhólyag steril. Normális körül-mények között a húgyutak sterilek, csak az elülső húgycső rendelkezik rezidens baktériumbiótával. Kolonizáló baktériumok: Staphylococcus epidermidis, Entero-coccus faecalis, a hemolizáló streptoEntero-coccusok, kisebb számban enterobaktériu-mok, corynebacteriumok. Különböző gyakorisággal fordulnak elő mycoplasmák, ureaplasmák.
Kis számban patogén baktériumok (Escherichia coli és Proteus mirabilis) is jelen lehetnek, melyek a húgycsőben a környezeti feltételek (pl. a pH értékének) megváltozásakor elszaporodhatnak, és kórokozóvá válhatnak.
4. VÍRUSTAN
A vírustan (virológia) a vírusok tanulmányozásával és kutatásával foglalkozó tudomány. A vírus szó eredeti jelentése méreg. A görögök víruson olyan állati vagy növényi eredetű anyagokat értettek, melyek mérgezőek az emberi szervezetre nézve. Később a vírus szó jelentése kiszélesedett, így a 19. században vírusnak tartottak minden olyan tényezőt, amely betegséget okoz (pl. a kígyóméreg, növényi eredetű mérgek), és a ragályos betegségek okozóit is. Pasteur idejében vírus volt a kórokozó baktériumok elnevezése. Napjainkban a vírusokon olyan biológiai tárgyakat (entitásokat) értünk, amelyek fertőzőek, és jelentős mértékben külön-böznek a baktériumoktól.
Ivanovszkij (1892) orosz kutató kísérletei voltak az elsők, amelyek bebizo-nyították, hogy a baktériumoknál sokkal kisebb, fénymikroszkóppal nem látható kórokozók is léteznek, és ez a felismerés alapozta meg a víruskutatást. Mozaikbeteg dohánynövényekkel kísérletezett. A beteg növények levelét szétzúzta, és az így kapott nedvet olyan szűrőkön szűrte át, amelyek visszatartják a baktériumokat.
Az így nyert szűrlettel egészséges dohánynövényeket fertőzött meg. A szűrlettel fertőzött növények megbetegedtek. Ha a szűrletet húslé táptalajba oltotta, ez a táptalaj nem zavarosodott meg, jelezvén, hogy nincs baktériumszaporodás.
1885-ben Pasteur sikeresen alkalmazta a veszettség elleni védőoltást, anél-kül, hogy ismerte volna e betegség virotikus jellegét. 1987-ben Loeffler és Frosch felfedezték az első zoopatogén vírust, a száj és körömfájás kórokozóját. Ellermann és Bang (1908), valamint Roux (1911) nevéhez fűződik az első daganatvírusok felfedezése. Twort (1915) és d’Herelle (1917) fedezték fel a bakteriofágokat. Stanley 1935-ben előállítja a dohánymozaik-vírust kristályos formában.